基于U-Net网络的FWI地震低频恢复方法

由于实际地震资料中缺乏低频数据,使得全波形反演易陷入局部极小值,导致反演质量差,结果不可靠。为解决这一问题,本文利用数据驱动低频恢复映射思想,分别利用高通和低通滤波器从原始数据中分离出高频数据和低频数据,对其进行一系列数据预处理操作,将处理后的数据作为模型的训练集;利用U-Net网络为基础构建模型,建立高低频之间的映射关系。为了有效防止模型过拟合,本文在U-Net模型基础上添加了Dropout层和批处理层。利用训练后的模型从高频数据中预测对应低频数据并进行逆数据预处理,对比分析逆数据预处理后的预测低频数据和真实低频数据之间误差,并利用多尺度全波形反演在洼陷模型和Marmousi模型进行有效性验证。实验结果表明:训练与测试数据的预测低频与真实低频数据的平均相对误差为5.02%和13.32%,误差较小,数据吻合良好;洼陷模型、Marmousi模型以及实际数据的反演结果表明加入预测低频后反演质量得到显著提高,并且对处理含较大噪声的数据也有很好的效果。

“新工科”背景下地球物理实践基地建设及实践教学体系改革研究

东北石油大学勘查技术与工程专业为进一步推进新工科改革要求,建设了地球物理校内实习基地建设,并通过多学科多专业联合建设,探索适应多学科融合人才培养体系新模式。通过校企合作推进校内外实习基地共建共享,推行地球物理勘探领域产学研合作项目,加强实践教学师资队伍建设。基于地球物理校内实习基地,构建合理的多学科交叉融合的“地球物理+”实践教学体系,为后续地球物理产业学院的建设提供了宝贵的案例和实践项目。

梯度进水对好氧颗粒污泥特性及番茄酱废水去除性能的影响

新疆番茄酱生产过程中产生的废水具有浓度高、处理难度大、易污染地表水等特点,研究降解该废水处理技术具有重要意义。在室温下接种絮体污泥于间歇式活性污泥反应器(SBR)R1和R2中,以人工配制番茄酱废水为进水基质,采用阶梯式进水COD浓度方式培养好氧颗粒污泥(AGS),探究进水COD浓度变化对AGS形态、污泥理化特性及除污效能的影响。结果表明:梯度进水COD浓度固定为350 mg/L,R1和R2中污泥完全颗粒化后,颗粒粒径分别为780μm和1060μm;R1、R2对番茄酱废水中COD、NH_(3)-N、TN和PO_(4)^(3-)-P平均去除率分别为95.2%、96.03%、85%、92.07%和93%、89.54%、78%、89%。进水COD浓度为346~750、750~900、900~1200 mg/L时,颗粒形态由丝状菌骨架、孔洞结构和块状聚集体构成。氨氧化菌(AOB)和硝化菌(NOB)主要存在于小粒径AGS的外层和次外层,聚磷菌(PAOs)和聚糖菌(GAOs)主要存在于反应器底部的大颗粒污泥中。在梯度进水COD浓度不变下,高浓度的进水COD有助于AGS的快速形成及富集脱氮除磷的微生物菌群,提高了系统脱氮除磷的性能。

基于优势低频带地震数据的属性融合断层识别方法

断层是剩余油的重要富存区,地震精细刻画断层对于高效挖潜剩余油具有重要意义.针对传统断层识别方法精度低、不确定性大等问题,提出一种基于“优势”频率数据体的相干-倾角-方位角三属性融合断层识别方法.该方法首先通过匹配追踪频谱分解对地震数据进行分频处理,获取有利于断层刻画的“优势频率”;再以地震“子体”为运算对象,在免受噪声影响的情况下,从优势频率单频数据体中获取相干、倾角和方位角属性;基于HIS(Hue-Intensity-Saturation)变换融合不同属性后,最终实现断层高精度识别.理论模型测试表明,优势频率可以突出断距3 m以上断层反射特征,有效避免岩性边界响应特征干扰断层识别,降低了识别结果的不确定性.该技术应用于L油田,首次发现其优势频率为低频端25 Hz,实现了L油田断裂体系重建,指导该油田发现两个断层剩余油富集区、部署两口沿断面大位移定向井,取得了显著的开发效果.

宁夏引黄灌区盐渍化土壤在改良剂作用下的水力特性试验

为了研究宁夏引黄灌区盐渍化土壤在施加有机改良剂和无机改良剂后的水力特性,选取宁夏引黄灌区典型区域进行土壤改良并进行种植试验。将改良后的土壤分5层取样在实验室中进行土柱入渗试验,利用压力膜仪和自循环达西渗流试验仪,测量了土壤含水率与压力水头之间的关系和渗透系数;根据实测数据,选取van Genuchten(VG)模型进行参数反演,对不同改良剂处理后各层土壤水分特征曲线进行了对比分析。研究发现:(1)各层土壤在水吸力相同时,施加不同改良剂后的土壤含水率一般大于对照组,而有机改良剂处理组要大于无机改良剂处理组;(2)改良后水分特征曲线及相应VG模型中的参数发生了较大变化;(3)有机改良剂处理后土壤容重有所减小,而无机改良剂处理后土壤容重变化不太明显;(4)不同改良剂处理后土柱中水分入渗的湿润锋推进速度和土壤渗透系数有不同程度增大,有机改良剂处理组增大幅度大于无机改良剂处理组。综上所述,不同改良剂对土壤容重、含水率、水分入渗速度及其他水力参数都有较大影响,说明改良剂在一定程度上改变了土壤结构。土柱试验及种植试验均表明,有机改良剂(牛粪和糠醛渣)处理组的性态要优于无机改良剂(脱硫石膏和粉煤灰)处理组。

复合改良剂作用下宁夏引黄灌区低洼农田盐渍化土壤改良效果研究

宁夏引黄灌区低洼地区地下水位较高,导致土壤出现严重盐渍化现象,而添加土壤改良剂是解决土壤盐渍化问题的一种有效途径。为研究不同改良剂对宁夏引黄灌区低洼区域盐渍化土壤改良效果,在位于银北地区南梁农场的一块地势低洼的盐渍化耕地,选用不同改良剂进行改良试验。设置对照组、单一施用糠醛渣、单一施用脱硫石膏、复合施用糠醛渣+脱硫石膏及不同用量,共10个处理组,将研究区域分成若干小区,每个小区施用不同处理组改良剂,并种植油葵作物,比较分析不同处理组下油葵生长指标和产量及油葵收获后土壤全盐量、各盐分离子、pH,探究该区域盐渍化土壤的最优改良方案。结果表明,在表层土壤,施用糠醛渣+脱硫石膏复合改良剂后全盐量下降较为明显,低、中、高3种不同施用量下与对照组相比盐分含量降低了10.44%、10.14%、0.88%,单一施加脱硫石膏和糠醛渣一种改良剂盐分降低不明显。总体而言,施用糠醛渣+脱硫石膏复合改良剂对降低土壤全盐量、钠吸附比和提高作物产量效果较为显著,糠醛渣与脱硫石膏的最佳配合比为7:3,最佳施用量为17960 kg/hm^(2)。

基于高通量测序技术研究环境微生物群落结构特征

采用高通量测序技术对序批式反应器(R1、R2处理)中微生物群落结构的演变及多样性进行分析,同时对细菌群落与人工模拟番茄酱废水水质相关性进行分析,对微生物酶进行预测。结果表明:微生物菌群在门、纲和属水平上存在显著差异,其中门类水平上,Proteobacteria(变形菌门)和Bacteroidetes(拟杆菌门)为优势菌门;纲水平上,Betaproteobacteria(β-变形菌纲)、Alphaproteobacteria(α-变形杆菌纲)和Bacteroidia(拟杆菌纲)为优势菌纲;属水平上,Zoogloea(动胶菌属)和Flavobacterium(黄杆菌属)为优势菌属。在颗粒形成初期至稳定期,R1、R2中Proteobacteria、Bacteroidetes、Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria、Bacteroidia、Zoogloea和Flavobacterium丰度变化分别为1.75%、-7.20%、35.49%、0.12%、-15.23%、-3.11%和-5.23%;1.78%、-2.00%、33.11%、-0.54%、-14.80%、-2.87%和6.13%,各处理的丰度变化较小,丰度差异见于Alphaproteobacteria、Bacteroidia和Flavobacterium。相关性分析表明,Sphingobacteriia和Negativicutes与NH3-N和PO_(4)^(3-)-P、Flavobacteria与COD呈显著负相关,Gammaproteobacteria、Clostridia与COD和NH3-N呈显著正相关,Betaproteobacteria与PO_(4)^(3-)-P呈显著正相关。Proteobacteria具有脱氮作用,Bacteroidetes与EPS的降解等有关,Acidobacteria对絮体污泥的初始凝聚具有积极作用。絮体期的污泥还存在Anaerolineae, Anaerolineae有利于絮体污泥的沉降。Delta-9 desaturase(硬脂酰辅酶A脱氢酶,ó-9脱氢酶)和transport system permease protein(系统通透酶蛋白)丰度较高,lactocepin(乳酸菌素)、linoleoyl-CoA desaturase(亚油酰辅酶A脱氢酶)和ribosomal protein S6 modification protein(核糖体蛋白S6修饰蛋白)变化最显著,但整个体系中的微生物酶保持有类似的功能。

新疆某污水处理厂提标改扩工程案例

新疆某污水处理厂,一期采用氧化沟工艺,二期采用水解+五段Bardenpho工艺+二沉池+高密度沉淀池+微絮凝滤池+消毒工艺,出水执行一级A标准。稳定运行阶段平均出水COD为19.67 mg/L,NH_(4)^(+)-N、TN、TP、SS平均出水质量浓度分别为1.39、5.00、0.22、5.25 mg/L,均优于一级A标准,无超标现象出现。可为该地区其他城镇污水处理厂提标改扩工程提供借鉴和参考。

古龙断陷深层火山岩地震资料成像方法及应用研究

松辽盆地北部古龙断陷的地震地质条件复杂,三维地震资料品质较差,所以提高地震资料的信噪比和断陷期地层的成像精度是当前地震资料处理的研究重点.在提高地震资料信噪比方面,本文进行了十字交叉排列面波压制技术、压制规则干扰的减去法多次波压制技术和基于菲涅耳带原理的超面元技术的研究,这些技术的有效应用,对保护深层有效波的低频信号、消除深层构造假象、提高道集的覆盖次数和提高信噪比具有重要的理论和实际意义.在提高地震资料信噪比的基础上,进行了Kirchhoff积分叠前深度偏移研究,结果表明在速度变化较为剧烈的地区,叠前深度偏移的成像精度要高于叠前时间偏移.速度模型是深度域成像的关键,在初始速度模型建立上,研究并应用了二维速度模型约束下的三维速度分析技术,在此基础上,依据测井资料和区域地质研究的成果进行速度模型的优化分析,给出叠前深度偏移的速度体.上述提高信噪比和成像精度的方法在古龙地区深层断陷期地层取得了良好的应用效果,为古龙断陷结构的地质认识奠定了坚实基础.

新疆某污水厂冬季出水总氮及氨氮超标的优化调控

新疆某污水处理厂进入冬季后出水氨氮、总氮(TN)超标。通过在线数据和相关指标的跟踪检测分析显示:工业废水占比提高,进水TN超标,加之较低的温度导致微生物活性降低,生物脱氮功能受到抑制,是出水氨氮和TN超标的主要原因。此外,水解酸化池氨化反应不彻底,氨氮转化去除率低也是出水TN、氨氮超标的重要原因。文中针对相应问题进行了分析并提出优化改进措施,优化调整后的出水氨氮和TN均值分别为5.47 mg/L和11.92 mg/L,达到排放标准,无超标现象出现。

线性同相轴波场分离的高分辨率τ-p变换法

基于最小二乘τ-p变换和τ-p域模型稀疏分布的假设,本文给出高分辨率τ-p变换的推导及其模型空间域的离散采样公式,同时给出了保振幅线性同相轴波场分离的算法流程.在求解本文给出的高分辨率τ-p正变换时,由于待求解的矩阵不具备最小平方法所具有的Toeplitz结构,故采用Cholesky分解法进行计算.本文模拟了井间地震和阵列声波测井中的Stoneley上下行波的分离算法过程,高分辨率正反τ-p变换且滤波所得结果显示本文算法误差小和保振幅的特点.对于在τ-p域距离很近或时间域同相轴近于水平的线性波场,高分辨率算法的聚焦作用使得所分离波场畸变小,体现本文算法精度高的优点.理论模型试算表明本文给出的高分辨率τ-p变换线性波场分离算法具有稳定性、精度高和保振幅的特点.

加权抛物Radon变换叠前地震数据重建

基于部分动校正(NMO)后反射同相轴在CMP道集上的抛物线走时近似,给出了加权抛物Radon变换叠前地震数据重建方法(WPRT).WPRT通过在迭代过程中引入变化着的权系数,拓展和改进了传统抛物Radon变换方法,使其可同时完成不规则采样的规则化和空道及近偏移距道重建,且有更高的计算效率.文中给出了应用WPRT进行近偏移距和中偏移距的空地震道重建及数据规则化的算法实现.理论模型和实际地震资料的地震数据重建结果显示了本文算法的优点.

叠前弹性参数反演方法及其应用

叠前时间偏移和AVO反演相结合的叠前弹性参数反演技术为岩性和隐蔽性油气藏勘探提供了较为有效的储层识别方法。依据弹性波传播的基本理论和平面纵波入射的反射和透射Zoeppritz方程,给出了计算弹性参数的公式。算法实现的基本原理是:首先将叠前时间偏移的共反射点(CRP)道集转化为角道集;然后基于角道集应用最小平方方法进行优化求解,得到各弹性参数剖面;最后通过计算结果建立地质模型,并进行反演,进而进行储层描述和含油性预测。利用理论模型对叠前弹性参数反演方法进行了验证,结果显示方法的计算误差较小。将方法应用于复杂陆相断陷盆地地震资料反演,并与商业软件的反演结果进行了对比分析,结果表明,叠前弹性参数反演方法的分辨率较高,钻井资料证实其储层预测精度也较高。

表面多次波衰减的研究现状与进展

表面多次波是一种相干干扰,在海洋地球物理勘探中表面多次波尤为明显.本文给出了表面多次波衰减方法的研究现状的系统阐述,并分析了表面多次波衰减研究的发展趋势.表面多次波衰减主要有滤波法和波动理论方法.对于滤波法给出了广泛应用的抛物Radon变换法的实例,指出了抛物Radon变换法存在滤波时能量泄漏的问题.同时本文分析了基于波动理论的处理优势和存在的问题,该方法可以处理任意介质的情形,但是对于数据的采集要求比较严格,另外在进行表面多次波衰减处理以前,要进行一系列的预处理,这些预处理的误差直接决定着多次波衰减的效果.最后,本文给出了表面多次波衰减的发展趋势——将滤波法和波动理论法结合来实现多次波的衰减.两类方法如何有效地结合是该类方法一个重要的研究方向.

道均衡抛物线Radon变换法地震道重建

基于抛物线Radon变换地震道重建(PRT)的基本原理和傅里叶变换频谱的基本性质,本文提出了迭代加道均衡抛物线Radon变换(BPRT)方法,把道均衡技术和带限PRT法有机地结合起来,不仅大大提高了缺失地震道插值重建的计算效率,而且成功运用于叠前地震资料的反假频重采样处理中。此法与传统最小二乘抛物线Radon变换法相比,其计算精度相同,且计算效率大约提高了5倍。理论模型试算与实际地震资料处理证明该方法具有精度高、效率高的特点。

基于波场分离的弹性波逆时偏移

尽管叠前逆时偏移成像精度高,但仅针对单一纵波的成像也可能形成地下介质成像盲区,由于基于弹性波方程的逆时偏移成像可形成多波模式的成像数据,因此弹性波逆时偏移成像可提供更为丰富的地下构造信息.本文依据各向同性介质的一阶速度-应力方程组构建震源和检波点矢量波场,再利用Helmholtz分解提取纯纵波和纯横波波场,使用震源归一化的互相关成像条件获得纯波成像,避免了直接使用坐标分量成像而引起的纵横波串扰问题.针对转换波成像的极性反转问题,文中提出一种共炮域极性校正方法.为有效节约存储成本,也提出一种适用于弹性波逆时偏移的震源波场逆时重建方法,在震源波场正传过程中,仅保存PML边界内若干层的速度分量波场,进而逆时重建出所有分量的震源波场.本文分别对地堑模型和Marmousi2模型进行了弹性波逆时偏移成像测试,结果表明:所提出的共炮域极性校正方法正确有效,基于波场分离的弹性波逆时偏移成像的纯波数据能够对复杂地下构造准确成像.

基于Qt的Walkaway VSP逆时偏移软件开发研究

VSP观测系统的检波器位于井筒内,地震资料的信噪比高,波场信息丰富,利用基于双程波的叠前逆时偏移方法可实现VSP资料的高精度成像,也为井筒附近复杂介质和目的层流体性质的研究提供基础资料。在Walkaway VSP资料逆时偏移算法研究的基础上,在Linux操作系统下,以Qt环境为开发平台,设计了一套较为完整的VSP资料逆时偏移处理流程,初步开发了Walkaway VSP资料逆时偏移计算软件。该软件具有CPU和GPU两套核心算法模块,可适应不同的硬件系统,理论模型数据测试结果表明,该软件平台具有操作性强、移植性好和成像精度高的特点。

完全匹配层吸收边界条件应用研究

在地震波正演和波动方程偏移的数值计算中,人工边界的引入限制了实际计算区域的大小,边界处反射波的能量严重影响数值计算结果.文中研究了完全匹配层(PML)吸收边界条件在地震波正演及逆时偏移中的有效应用,将PML边界条件的衰减因子引入到声波方程中,利用有限差分的数值方法求解声波方程,在保证差分近似稳定性的情况下,也使边界处的人工反射得到了最小化的处理.数值结果表明,文中所述的完全匹配层方法对地震波的吸收能力不受入射角度的限制,在地震波传播的数值模拟以及叠前逆时偏移算法测试中,均能有效地吸收地震波,是一种高效的边界吸收算法.

稻壳灰和其他矿物掺合料对混凝土力学性能及微观结构的影响

通过对不同龄期,不同掺量的稻壳灰混凝土强度的测试,考查单掺稻壳灰(RHA)及稻壳灰和其他矿物掺合料复合后对混凝土强度影响。结果表明,RHA、粉煤灰(FA)、硅灰(SA)复合取代水泥后,混凝土7、28 d抗压强度与基准组相比均有所下降,56、128 d抗压强度均得到提高,尤其是128 d强度提高幅度较大。提高幅度顺序为:复掺RHA/SA>三掺RHA/FA/SA>复掺RHA/FA>单掺RHA,其中复掺10%RHA/5%SA和三掺10%RHA/15%FA/5%SA效果最优。借助扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)试验对混凝土试样进行微观分析,初步揭示了矿物掺合料对混凝土力学性能影响的机理。

VSP逆时偏移及其存储策略研究

在逆时偏移算法中,应用常规的随机边界方法虽可节约存储空间,但浅层常伴有随机噪声。应用PML边界方法虽可改善上述状况,却又面临地震波场存储的压力。为此,本文采用优化系数的高阶有限差分方法实现VSP数据逆时深度偏移,采用拉普拉斯去噪方法压制低频噪声,并兼顾考虑精度和存储,在PML边界震源波场正传过程中保存部分波场,进而利用保存的信息与检波点波场同步反传,不仅可有效地节约存储空间,也确保了替代波场信息的可靠性。断层模型测试表明,本文方法能够以低存储实现高精度的VSP逆时偏移,相比于地面地震偏移,断层成像更清晰、准确。